KR102651000B1 - 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들, 얀, 코어 스펀 얀 및 제품 - Google Patents

나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들, 얀, 코어 스펀 얀 및 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나노급 분지(102)를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3), 얀, 코어 스펀 얀 및 제품에 관한 것이다. 나노급 분지(102)를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3)은 동물피혁 섬유 주체(100)를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체(100)는 가방성 동물피혁 섬유 주체(100)이며 나노급 분지(102)가 존재하며, 얀은 나노급 분지(102)를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3)로 형성되며, 코어 스펀 얀은 코어 얀(21) 및 피층을 포함하고, 피층은 나노급 분지(102)를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3)을 포함하며, 제품은 상기 임의의 하나로 제조된다. 상기 동물피혁 섬유 번들(3)은 독립적이고, 분리된 나노급 분지를 가지며, 항균효과가 우수하고 역학성능이 향상된 특징을 나타낸다.

Description

나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들, 얀, 코어 스펀 얀 및 제품
본 발명은 동물피혁 섬유 번들, 얀 및 코어 스펀 얀에 관한 것으로, 특히 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들, 얀 및 코어 스펀 얀에 관한 것이다.
중국의 피혁 산업은 경공업의 일부로서, 제혁, 모피 및 피혁 제품 3개의 자연 분야를 포함한다. 제혁한 완제품을 피혁이라고 부르며 피혁은 털이 제거된 동물의 가죽 제품이며; 모피는 이중면 피혁 또는 퍼(fur)라고도 하며 털이 있는 동물의 가죽 제품이며; 피혁 제품은 피혁 또는 모피를 심층 가공한 제품이며 예를 들어 가죽 신발, 가죽 옷, 가죽 물건 등이다.
제혁은 일련의 물리 가공 및 화학 처리를 거쳐 생피의 성질과 외관을 변화시켜 피혁을 얻는 과정을 의미한다.
생피는 동물체로부터 박리된 것으로 표피층, 진피층 및 피하조직을 포함한다. 여기서, 진피층는 표피층의 하부에 위치하고 그 중량과 두께는 각각 생피의 90% 이상을 차지하며, 생피의 주된 부분을 이룬다. 진피층은 주로 긴밀하게 편직(編織)되고 하나로 연결된 콜라겐 섬유, 탄성 섬유 및 망상 섬유로 이루어진다. 또한, 진피층은 모낭, 혈관, 땀샘, 지질선, 지방세포, 근육, 혈관, 림프관 및 섬유간질 등과 같은 일부 비 섬유 성분을 더 포함한다.
앞서 언급한 콜라겐 섬유는 진피 내의 주된 섬유로서 생피의 주체를 이루며, 콜라겐 섬유계 콜라겐으로 이루어지며, 진피의 섬유 총 중량의 95%-98%를 차지한다.
콜라겐 섬유는 갈라지지 않고 다발 모양으로 집결되어 있다. 그 형성된 구조는 다음과 같다.
트로포콜라겐 분자→프로토피브릴(직경:1.2~1.7nm)→서브피브릴(직경:3~5nm)→피브릴(일반적인 직경:20nm)→미세 섬유(직경:2~5μm)→콜라겐 섬유(직경:20~150μm). 트로포콜라겐 분자는 3개의 왼손 나선 콜라겐 펩타이드 체인에 의해 형성된 오른손 복합 나선구조이며, 콜라겐 펩타이드 체인은 나선형 체인 및 이와 연결된 비나선형 텔로펩타이드로 이루어지며, 나선형 체인과 비나선형 텔로펩타이드는 모두 아미노산 서열로 구성된다. 콜라겐의 아미노산 조성과 서열은 비록 출처 및 콜라겐 유형에 따라 일정한 차이가 있지만 몇 가지 주된 아미노산의 조성, 즉 글리신, 알라닌, 프롤린 및 하이드로옥시프롤린은 대체로 동일하다.
트로포콜라겐 분자→프로토피브릴(직경:1.2~1.7nm)→서브피브릴(직경:3~5nm)→피브릴(일반적인 직경:20nm)→미세 섬유(직경:2~5μm)→콜라겐 섬유(직경:20~150μm)는 콜라겐 섬유의 형성 과정이다. 그러나 콜라겐 섬유가 동물 가죽 또는 피혁 등 제품에 존재하는 상태에서는 독립 분리된, 나노급 분지를 갖는 콜라겐 섬유 번들이 존재하지 않는다.
제혁의 원료인 “생피”는 가공 전에 다음과 같은 성질이 있다.
(1)동물체에서 박리된 가죽은 젖은 상태이고, 이를 건조하면 딱딱하게 되어 굴곡성 및 유연성이 없어져 만곡시 쉽게 끊어진다.
(2)젖은 생피는 습열 조건에서 빠르게 부식되고 탈모되며 악취를 풍긴다.
(3)생피는 65℃ 이상의 더운 물속에서 수축되고 온도가 높으면 높을수록 수축 정도가 더 크다.
(4)생피는 투기성 및 투수-투기성이 모두 좋지 않으므로 위생성도 좋지 않다.
(5)생피는 화학 약품의 작용에 의해 쉽게 손상된다.
생피는 상기 성질을 가지므로 생활용품으로 바로 제작하여 사람들에게 사용하도록 제공할 수 없다. 따라서, 사람들은 일련의 물리 및 화학 처리를 통해 생피를 피혁으로 제작한다. 비록 피혁은 생피의 물리 및 화학적 처리를 통해 얻게 되나, 피혁 내의 콜라겐 섬유 번들의 형태 및 구조는 생피 내의 콜라겐 섬유 번들의 형태 및 구조와 거의 동일하다.
생피를 처리하여 얻은 피혁은 딱딱한 취성 소재로 변하지 않고, 부식 및 수축되지 않고, 투기성 및 투수-투기성이 우수하고, 화학 내구성이 좋은 장점이 있어 사용자들에게 주목받고 있다. 그러나 피혁을 이용하여 피혁제품을 만들 때 많은 자투리가 생기는데, 통계의 의하면 중국은 매년 제혁 및 제혁 제품 업계에서만 대략 140만톤에 달하는 피혁 자투리가 생산되고, 인도는 15만톤에 달하는 피혁 자투리가 생산되고, 미국은 매년 크롬 함유 피혁 폐기물(leather waste)만 해도 6만톤에 달한다. 이러한 피혁 자투리는 피혁 공업 오염을 초래하는 하나의 중요한 요인이다.
대량의 피혁 자투리가 생성됨에 따라 80년대부터 선진국들의 친환경 법규의 강화 및 피혁 자투리의 매립 장소의 감소, 그리고 오염 처리 비용의 증가 등의 이유로, 선진국들은, 한편으로 그 오염성 산업을 발전도상 나라로 이전하고, 다른 한편으로 피혁 자투리의 재활용에 대한 연구 및 응용을 추진해 왔다. 특히, 90년대부터 자원, 환경 등 글로벌 생태이슈가 날로 심각해짐에 따라 피혁 산업의 발전은 “지속가능한 발전” 전략의 도전에 직면하게 되었다. 따라서, 피혁 자투리의 자원화는 이미 국내외에서 주목하는 중요한 과제가 되었다.
피혁 자투리의 회수 이용은 이미 오랜 세월 지속되어 왔으나 업계 내외 인사들의 보편적인 관심을 끌지 못했다. 최근 20년, 분자 생물학의 발전 및 콜라겐 및 그 성질에 대한 사람들의 인식이 깊어짐에 따라 그 응용분야도 더 광범위해 지고 있다. 따라서, 피혁 자투리의 자원화는 더 이상 폐기된 피혁 자투리를 이용하여 재생 피혁 등과 같은 저 부가가치의 제품을 생산하는 데에 그치지 않으며 고 부가가치로의 전환을 목표로 한다. 콜라겐 섬유가 동물체의 중요한 기능 물질이며 기타 합성 고분자 소재와 비교할 수 없는 생체적합성(biocompatibility) 및 생물분해성을 가진다. 따라서, 콜라겐 섬유(즉, 동물 피혁 섬유)는 천연 바이오메스 자원으로서 식품, 의약, 화장품, 사료, 비료 등 활용에 있어서 그 중요성 및 경제적 지위가 날로 두드러지고 있다.
이러한 배경에 의해, 발명인은 피혁 자투리의 재활용에 관한 연구를 심도 있게 진행하였으며 중국과 해외에 특허를 출원했을 뿐만 아니라 실제 생산에도 투입하였다. 예를 들어 중국특허 출원번호 제200410034435.4호, 제200410090255.8호, 제200410097268.8호, 제200410097268.8호, 제200510036778.9호, 제200710003092.9호, 제200710090(21)9.5호, 제201010(21)1811.8호, 제2010202369(21).5호, 제2016(21)302339.8호 등의 출원은 콜라겐 섬유에 관한 것이다. 발명인이 연구한 상기 콜라겐 섬유는 액체 플루퍼(fluffer)의 수리 작용 하에 피혁 자투리 또는 피혁 내의 콜라겐 섬유가 편직 상태에서 점차 풀어져 얻어진 것이다. 그러나 이전의 연구 및 구현에서는 다만 피혁 자투리 또는 피혁 내의 콜라겐 섬유를 풀어 주체 및 분지를 갖는 피혁 섬유를 형성한다. 연구에 의해면 나노급 소재가 비나노급 동일 소재의 고유한 성능을 일으킬 수 있음을 발견하였다. 그러므로 독립 분리된 나노급 동물피혁 섬유 분지 및 그 가공 방법을 연구하고 구현하는 것은 중요한 의미가 있다.
이를 위해 일부 사람들은 천연 나노 섬유에 대한 연구를 시작했다. 예를 들어, 중국특허 출원번호 제200510086251.7호, 공개일 2006년2월8일인 특허문헌에는 천연 나노 섬유의 제조 방법을 개시하였고, 구체적으로 다음 단계를 개시하였다.
(1)천연 생물 소재를 일정한 용매의 용기에 침지하다.
(2)일정한 주파수 및 일정한 파워를 갖는 초음파 장치를 가동하여 초음파 발사 프로브를 천연 생물 소재 용액이 담긴 용기에 넣어 일정 시간동안 초음파 해리를 진행하여 천연 나노 섬유를 얻는다. 상기 천연 생물 소재는 거미 명주(spider silk), 누에실, 야잠사, 양털, 물고기 비늘, 대섬유, 뼈 콜라겐 섬유, 나무 섬유를 포함한다.
상기 문헌은 뼈 콜라겐 섬유를 통해 천연 나노 섬유를 얻을 수 있다고 개시하였으나 그 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 뼈 콜라겐 섬유가 뼈 조직 내에 분포되고 뼈 콜라겐 섬유를 이루는 단백질이 Ⅰ형 콜라겐임을 알고 있다. Ⅰ형 콜라겐은 뼈 콜라겐을 이루고, 뼈 Ⅰ형 콜라겐은 총 3000개 정도의 아미노산을 가지며, 분자량이 95,000이고, 화학 구조적으로 결합 조직은 Ⅰ형 콜라겐과 상이하다. 뼈 Ⅰ형 콜라겐은 가교 부위가 적고, 가교는 G알데히드기 라이신(lysine)가 붕소수소화 소듐(sodium borohydride)에 의해 환원되어 형성된 구조이다. 뼈 Ⅰ형 콜라겐 프론트 N단 확장 펩타이드가 인산화되고, 결합조직에서는 번역후 변형(Posttranslational modification)된 프로 콜라겐이 발견되지 않았다. 아미노산 조성을 볼 때 뼈 콜라겐 또한 연골 콜라겐과 다르며 이는 2가지 특수 아미노산인 세린(serine) 및 글리신을 포함하며, 대량의 세린은 인산 세린염의 형태로 존재하므로 광화(Mineralization) 과정에 인산염과 뼈 콜라겐의 결합이 매우 중요하다. 골기질(bone matrix) 광화 과정에서 수산화인회석(hydroxyapatite)은 뼈 콜라겐과 결합하여 정상적인 골질을 형성한다. 뼈의 Ⅰ형 콜라겐 사이는 서로 가교되어 골기질 프레임을 형성한다. 뼈 콜라겐의 질량 및 수량도 광화와 관련이 있어 일정한 침적 비율을 유지하게 된다. 광화 과정에는 골기질 중의 비 콜라겐, 즉 오스테오칼신(osteocalcin), 기질 단백 등이 참여해야 한다. Ⅰ형 콜라겐은 오스테오칼신에 구조적 장소를 제공할 뿐만 아니라 오스테오칼신 등 비 콜라겐과 결합하여 네트워크 스캐폴드(network scaffold)를 형성하고 골광화를 위해 기본적인 조건을 제공한다.
연구과정에 비탈회 골 초박절편 상에서 수산화인회석결정(hydroxyapatite crystal)이 콜라겐 섬유의 장축으로 분포되는 것을 발견할 수 있다. 뼈 콜라겐 섬유는 내압성 및 탄성이 약하고 수산화인회석결정은 쉽게 뿌셔지지만 이 둘을 하나로 결합할 경우 매우 강한 구조 강도를 가지므로 골조직이 강한 기계적 성능을 갖게 된다.
피혁 내의 콜라겐 섬유도 콜라겐으로 이루어졌으나 뼈 콜라겐 섬유 내의 콜라겐과 달리 우수한 내압성 및 탄성을 갖는다. 이는 피혁 내의 콜라겐 섬유가 조성 및 성능 면에서 뼈 콜라겐 섬유와 현저하게 상이함을 설명한다.
따라서, 피혁으로부터 나노급 분지를 갖는 동물 피혁 콜라겐 섬유 번들을 분리하여 분리된 동물 피혁 섬유 번들의 성능을 향상시키는 것은 큰 의미가 있다.
본 발명의 제1 목적은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 제공하는데 있다. 본 발명의 동물피혁 섬유 번들 구조에서, 동물피혁 섬유 번들은 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착된 나노급 분지를 가지며 항균효과 및 흡착성능이 우수하고 역학성능이 향상된 특성을 나타낸다.
본 발명의 제2 목적은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀을 제공하는데 있다. 본 발명의 얀 구조에서, 동물피혁 섬유 번들은 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 연결된 나노급 분지를 가지며 항균효과 및 흡착성능이 우수하고 역학성능이 향상된 특성을 나타낸다.
본 발명의 제3 목적은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀을 제공하는데 있다. 본 발명의 코어 스펀 얀 구조에서, 동물피혁 섬유 번들은 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 연결된 나노급 분지를 가지며 항균효과 및 흡착성능이 우수하고 역학성능이 향상된 특성을 나타낸다.
본 발명의 제4 목적은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품을 제공하는데 있다. 상기 제품 내에서 동물피혁 섬유 번들은 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 연결된 나노급 분지를 가지며 항균효과 및 흡착성능이 우수하고 역학성능이 향상된 특성을 나타낸다.
상기 제1 목적을 달성하기 위해, 동물피혁 섬유 주체를 포함하고 동물피혁 섬유 주체가 가방성 동물피혁 섬유 주체이고, 동물피혁 섬유 주체에 나노급 분지를 갖는, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 제공한다.
더 나아가, 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함한다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은, 동물피혁에 대해 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 등 여러 공정을 수행하여 얻은 나노급 분지를 갖는 가방성 섬유 번들로서, 콜라겐 섬유 형성 과정 중의 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴에 비해 상기 나노급 분지가 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 이는 단위 길이에 존재하는 개수로 볼 때 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴의 형태 구조와 현저하게 구별된다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지의 비표면적이 현저하게 증가하여 상기 동물피혁 섬유 번들에 자체의 역할 외에 새로운 기능인 최대 흡착 기능이 생긴다. 상기 흡착 기능의 생성은, 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착된 나노급 분지를 생성하는 요인이 된다. 동물피혁 섬유 번들은 아미노산 서열에 의해 펩타이드 체인을 형성한 후 펩타이드 체인에 의해 콜라겐 분자를 형성하며, 동물피혁 섬유 번들 내의 이러한 특수 성분은 상기 동물피혁 섬유 번들이 광학 성능적으로 “청색 편이” 현상을 갖게 하므로 자외선에 대한 흡수 능력이 더욱 강하다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 자외선에 대한 흡수 능력이 향상되고, 측정한 결과에 의하면 항균효과가 매우 우수하고 멸균율이 95% 이상에 달하여 기존 섬유재료 고유의 항균성능을 월등히 초과했다.
액체 해섬은 액체 해섬 장치의 회전자의 기계적 작용과 회전자의 회전에 의한 수리전단 작용에 의해 피혁 또는 피혁 자투리 내의 동물피혁 섬유 번들을 추출한다. 구체적으로, 액체 해섬 장치의 회전자는 회전과정에서 한편으로 회전자 상의 블레이드가 피혁 또는 피혁 자투리와 작용하여 피혁 또는 피혁 자투리와 회전자 사이에 마찰력 등 작용력이 생기게 하며, 다른 한편으로, 회전자로 인해 강력한 소용돌이가 생겨 회전자 주변에 속도가 빠른 급류 구역을 형성하되 각 구역 액체의 유속이 다르므로 피혁 또는 피혁 자투리가 서로 마찰하여 최종적으로 피혁 섬유 번들을 추출한다.
한편, 콜라겐 분자는 3개의 좌선성 α-체인이 서로 감겨져서 이루어진 트로포 콜라겐의 오른손 복합 나선으로서, 즉 콜라겐 나선이다. 이 콜라겐 나선은 콜라겐의 2급 구조이다. 콜라겐 2급 구조의 높은 안정성은 주로 체인 사이의 수소 결합과 분자내 및 분자간의 체인 사이의 공유 가교에 의해 비롯된 것이며, 지금까지 먼저 확인된 가교 구조는 주로 Schiff염기 가교, β-알돌 가교 및 알돌 히스티딘 가교 등이 있다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지는 표면 원자수의 증가, 원자 배위(Atomic coordination)의 부족 및 높은 표면 에너지로 인해 이러한 표면 원자가 높은 활성을 가져 극히 불안정하여 다른 원자와 결합하기 매우 쉽다. 체인 사이의 공유 가교 작용에 의해, 나노급 분지는 동물 피혁 섬유 및 기타 나노급 분지와 쉽게 결합하는 동시에 나노급 분지는 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 동물피혁 섬유 주체는 상대적으로 강한 기계적 힘을 동물피혁 섬유 번들에 제공한다. 또한 동물피혁 섬유 주체들 사이, 나노급 분지들 사이, 동물피혁 섬유 주체와 나노급 분지 사이가 쉽게 교직(交織)됨으로써 동물피혁 섬유 번들의 강도 등 역학성능을 향상시켰다.
상기 제2 목적을 달성하기 위해, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 포함하고, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들이 동물피혁 섬유 주체를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체가 가방성 동물피혁 섬유 주체이며, 동물피혁 섬유 주체에 분지 및 나노급 분지가 있으며, 동물피혁 섬유 주체, 분지와 나노급 분지가 상호 교차하고 종방향으로 배열되어 하나로 꼬아서 합쳐진, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 제공한다.
더 나아가, 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함한다.
더 나아가, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 더 포함한다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 꼬아서 합쳐진 것이며, 동물피혁 섬유 주체, 분지 및 나노급 분지들이 상호 교차 교직되게 하고 종방향으로 배열하여 하나로 꼬이도록 한다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 등 여러 공정을 이용하여 형성된 가방성 섬유 번들로서, 콜라겐 섬유 형성 과정 중의 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴에 비해 상기 나노급 분지가 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 이는 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴의 형태 및 구조와 현저하게 구별된다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지의 비표면적이 현저하게 증가하여 상기 동물피혁 섬유에 자체의 역할 외에 새로운 기능인 최대 흡착 기능이 생긴다. 상기 흡착 기능의 생성은 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착된 나노급 분지를 생성하는 요인이 된다. 동물피혁 섬유 번들은 아미노산 서열에 의해 펩타이드 체인을 형성한 후 펩타이드 체인에 의해 콜라겐 분자를 형성하며, 동물피혁 섬유 번들 내의 이러한 특수 성분은 상기 동물피혁 섬유 번들이 광학 성능적으로 “청색 편이” 현상을 갖게 하므로 자외선에 대한 흡수 능력이 더욱 강하다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 자외선에 대한 흡수 능력이 향상되고, 측정 결과에 의하면 항균효과가 매우 우수하고 멸균율이 95% 이상에 달하여 기존 섬유재료 고유의 항균성능을 월등히 초과했다.
액체 해섬은 액체 해섬 장치의 회전자의 기계적 작용과 회전자의 회전에 의한 수리전단 작용에 의해 피혁 또는 피혁 자투리 내의 동물피혁 섬유 번들을 추출한다. 구체적으로, 액체 해섬 장치의 회전자는 회전과정에서 한편으로 회전자 상의 블레이드가 피혁 또는 피혁 자투리와 작용하여 피혁 또는 피혁 자투리와 회전자 사이에 마찰력 등 작용력이 생기게 하며, 다른 한편으로, 회전자로 인해 강력한 소용돌이가 생겨 회전자 주변에 속도가 빠른 급류 구역을 형성하되 각 구역 액체의 유속이 다르므로 피혁 또는 피혁 자투리가 서로 마찰하여 최종적으로 피혁 섬유 번들을 추출한다.
한편, 콜라겐 분자는 3개의 좌선성 α-체인이 서로 감겨져서 이루어진 트로포 콜라겐의 오른손 복합 나선으로서, 즉 콜라겐 나선이며, 이 콜라겐 나선은 콜라겐의 2급 구조이다. 콜라겐 2급 구조의 높은 안정성은 주로 체인 사이의 수소 결합과 분자내 및 분자간의 체인 사이의 공유 가교 결합에 의해 비롯된 것이며, 지금까지 먼저 확인된 가교 구조는 주로 Schiff염기 가교, β-알돌 가교 및 알돌 히스티딘 가교 등이 있다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지는 표면 원자수의 증가, 원자 배외(Atomic coordination)의 부족 및 높은 표면 에너지로 인해 이러한 표면 원자가 높은 활성을 가져 극히 불안정하여 다른 원자와 결합하기 매우 쉽다. 체인 사이의 공유 가교 작용에 의해, 꼬임 공정을 이용하여 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유를 하나로 교직시킨 후 나노급 분지는 동물 피혁 섬유 주체, 그 분지 및 기타 나노급 분지와 쉽게 결합하는 동시에 나노급 분지는 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 동물피혁 섬유 주체는 상대적으로 강한 기계적 힘을 동물피혁 섬유 번들에 제공한다. 또한, 동물피혁 섬유 주체들 사이, 나노급 분지들 사이, 동물피혁 섬유 주체와 나노급 분지 사이가 쉽게 교직됨으로써 얀의 강도 등 역학성능을 향상시켰다.
상기 제3 목적을 달성하기 위해, 코어 얀을 포함하고 코어 얀의 외부에 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들이 꼬아져서 형성된 피층이 피복되어 있고, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들이 동물피혁 섬유 주체를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체가 가방성 동물피혁 섬유 주체이며, 동물피혁 섬유 주체에 분지와 나노급 분지가 있으며, 동물피혁 섬유 주체, 분지와 나노급 분지가 상호 교차하고 종방향으로 배열되어 하나로 꼬아서 합쳐진 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀을 제공한다.
더 나아가, 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함한다.
더 나아가, 피층에 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 더 포함한다.
더 나아가, 상기 코어 얀은 탄력 코어 얀이다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 꼬아서 합치는 동시에 종방향으로 배열하여 피층을 이루어 동물피혁 섬유 주체, 분지 및 나노급 분지가 상호 교차 교직되게 하고, 피층은 코어 얀 외부에 피복되어 있다.
본 발명의 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 카딩할 때, 충분히 카딩할 수록 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들이 더 많이 분열되고, 분지 및 나노급 분지가 더 많아지며; 동물피혁 섬유 주체가 가늘수록 분지도 더 가늘게 된다. 비록 카딩 후 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들의 길이가 짧아지지만 더 많은 분지가 생성되므로 스피닝의 트위스팅 공정을 통해 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들 및 그 분지가 인접된 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들 및 그 분지와 상호 교차 감기고 꼬아서 합쳐지면서 종방향으로 배열된 망상 구조를 형성한다. 분지와 나노급 분지가 많을수록 망상 구조도 더 복잡하게 되고, 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들의 비표면적이 클수록 서로 사이의 마찰력이 더 커지게 되고, 응집력(cohesive force)이 클수록 피층 자체의 인장강도 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 동일한 올 수의 얀은, 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들 및 그 분지의 개수가 증가하여 엉킴 교직점도 많아져 얀의 균제도가 더 좋아지고, 품질 및 성능이 더 우수하게 된다. 이는 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들이라는 천연 독특한 구조적 특징을 충분히 이용하였다. 코어 얀이 설치되어 있으므로 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들이 짧은 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들로 카딩되더라도 코어 스펀 얀의 인장강도에 영향을 주지 않는다. 따라서, 본 발명은, 종래 기술이 피혁으로부터 동물피혁 섬유 번들을 추출하여 바로 스피닝할 경우 기본적인 인장강도에 미달하는 문제, 파인(fine) 얀을 가공하기 매우 어렵거나 실질적으로 가공할 수 없는 결함을 해결하였다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 등 여러 공정을 이용하여 형성된 가방성 섬유 번들로서, 콜라겐 섬유 형성 과정 중의 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴에 비해 상기 나노급 분지는 독립 분리하여 존재하므로, 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴의 형태 및 구조와 현저하게 구별된다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지의 비표면적이 현저하게 증가하여 상기 동물피혁 섬유에 자체의 역할 외에 새로운 기능인 최대 흡착 기능이 생긴다. 상기 흡착 성능의 생성은, 독립 분리된 나노급 분지를 생성하는 요인이 된다. 동물피혁 섬유 번들은 아미노산 서열에 의해 펩타이드 체인을 형성한 후 펩타이드 체인에 의해 콜라겐 분자를 형성하며, 동물피혁 섬유 번들 중의 이러한 특수 성분은 상기 동물피혁 섬유 번들이 광학 성능적으로 “청색 편이” 현상을 갖게 하므로 자외선에 대한 흡수 능력이 더욱 강하다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 자외선에 대한 흡착 능력이 향상되고, 측정 결과에 의하면 항균효과가 매우 우수하고 멸균율이 95% 이상에 달하여 기존 섬유재료 고유의 항균성능을 월등히 초과했다.
액체 해섬은 액체 해섬 장치의 회전자의 기계적 작용과 회전자의 회전에 의한 수리전단 작용에 의해 피혁 또는 피혁 자투리 내의 동물피혁 섬유 번들을 추출한다. 구체적으로, 액체 해섬 장치의 회전자는 회전과정에서 한편으로 회전자 상의 블레이드가 피혁 또는 피혁 자투리와 작용하여 피혁 또는 피혁 자투리와 회전자 사이에 마찰력 등 작용력이 생기게 하며, 다른 한편으로, 회전자로 인해 강력한 소용돌이가 생겨 회전자 주변에 속도가 빠른 급류 구역을 형성하되 각 구역 액체의 유속이 다르므로 피혁 또는 피혁 자투리가 서로 마찰하여 최종적으로 피혁 섬유 번들을 추출한다.
한편, 콜라겐 분자는 3개의 좌선성 α-체인이 서로 감겨져서 이루어진 트로포 콜라겐의 오른손 복합 나선으로서, 즉 콜라겐 나선이다. 이 콜라겐 나선은 콜라겐의 2급 구조이다. 콜라겐 2급 구조의 높은 안정성은 주로 체인 사이의 수소 결합과 분자내 및 분자간의 체인 사이의 공유 가교 결합에 의해 비롯된 것이며, 지금까지 먼저 확인된 가교 구조는 주로 Schiff염기 가교, β-알돌 가교 및 알돌 히스티딘 가교 등이 있다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지는 표면 원자수의 증가, 원자 배외(Atomic coordination)의 부족 및 높은 표면 에너지로 인해 이러한 표면 원자가 높은 활성을 가져 극히 불안정하여 다른 원자와 결합하기 매우 쉽다. 체인 사이의 공유 가교 작용에 의해, 꼬임 공정을 이용하여 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유를 하나로 교직시켜 피층을 형성한 후 나노급 분지는 동물 피혁 섬유, 그 분지 및 기타 나노급 분지와 쉽게 결합하는 동시에 나노급 분지는 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 동물피혁 섬유 주체는 상대적으로 강한 기계적 힘을 동물피혁 섬유 번들에 제공한다. 또한, 동물피혁 섬유 주체들 사이, 나노급 분지들 사이, 동물피혁 섬유 주체와 나노급 분지 사이가 쉽게 교직됨으로써 얀의 강도 등 역학성능을 향상시켰다.
상기 제4 목적을 달성하는 첫번째 기술수단은 상기 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 포함하는, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품이다.
더 나아가, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 포함한다.
상기 제4 목적의 두번째 기술수단은 상기 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀을 포함하는, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품이다.
상기 제4 목적의 세번째 기술수단은 상기 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀을 포함하는, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품이다.
도 1은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들이다.
도 2는 카딩 전 동물피혁 섬유 번들의 전자 현미경 사진이다.
도 3은 카딩 후 동물피혁 섬유 번들에 나노급 분지가 있는 전자 현미경 사진이다.
도 4는 동물피혁 섬유 번들에 나노급 분지가 있는 다른 전자 현미경 사진이다.
도 5는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들의 세번째 전자 현미경 사진이다.
도 6은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀의 개략도이다.
도 7은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀의 개략도이다.
도 8은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀에서 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 코어 얀으로부터 박리한 전자 현미경 사진이다.
이하, 첨부된 도면 및 구체적인 실시방식을 결합하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
실시예1
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 동물피혁 섬유 주체(100)를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체는 가방성 동물피혁 섬유 주체이고 동물피혁 섬유 주체에 분지(101) 및 나노급 분지(102)가 있다. 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지이다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 동물피혁에 대해 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 등 여러 공정을 수행하여 얻은 나노급 분지를 갖는 가방성 섬유 번들이며 콜라겐 섬유 형성과정 중의 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴에 비해 상기 나노급 분지가 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴의 형태 및 구조와 현저하게 구별된다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지의 비표면적이 현저하게 증가하여 상기 동물피혁 섬유 번들에 그 자체의 역할 외에 새로운 기능인 최대 흡착 기능이 생긴다. 상기 흡착 기능의 생성은, 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착된 나노급 분지를 생성하는 요인이 된다. 동물피혁 섬유 번들은 아미노산 서열에 의해 펩타이드 체인을 형성한 후 펩타이드 체인에 의해 콜라겐 분자를 형성하며, 동물피혁 섬유 번들 내의 이러한 특수 성분은 상기 동물피혁 섬유 번들이 광학 성능적으로 “청색 편이” 현상을 갖게 하므로 자외선에 대한 흡수 능력이 더욱 강하다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 자외선에 대한 흡수 능력이 향상되고, 측정한 결과에 의하면, 항균효과가 매우 우수하고 멸균율이 95% 이상에 달하여 기존 섬유재료 고유의 항균성능을 월등히 초과했다.
액체 해섬은 액체 해섬 장치의 회전자의 기계적 작용과 회전자의 회전에 의한 수리전단 작용에 의해 피혁 또는 피혁 자투리 내의 동물피혁 섬유 번들을 추출한다. 구체적으로, 액체 해섬 장치의 회전자는 회전과정에서 한편으로 회전자 상의 블레이드가 피혁 또는 피혁 자투리와 작용하여 피혁 또는 피혁 자투리와 회전자 사이에 마찰력 등 작용력이 생기게 하며, 다른 한편으로, 회전자로 인해 강력한 소용돌이가 생겨 회전자 주변에 속도가 빠른 급류 구역을 형성하되 각 구역 액체의 유속이 다르므로 피혁 또는 피혁 자투리가 서로 마찰하여 최종적으로 피혁 섬유 번들을 추출한다.
도 2로부터 카딩 전에 동물 피혁 섬유가 액체 해섬 및 오픈된 후 굵은 섬유 번들 구조를 기본적으로 이루고 있음을 알 수 있으며, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 카딩 후에 나노급의 동물 피혁 섬유 분지가 나타났으며 전자 현미경 사진으로부터 도 3에 195.3nm의 나노급 분지, 도 4에 139.6nm의 나노급 분지, 도 5에 117.7nm의 나노급 분지가 관찰되었다.
한편, 콜라겐 분자는 3개의 좌선성 α-체인이 서로 감겨져서 이루어진 트로포 콜라겐의 오른손 복합 나선으로서, 즉 콜라겐 나선이다. 이 콜라겐 나선은 콜라겐의 2급 구조이다. 콜라겐 2급 구조의 높은 안정성은 주로 체인 사이의 수소 결합과 분자내 및 분자간의 체인 사이의 공유 가교에 의해 비롯된 것이며, 지금까지 먼저 확인된 가교 구조는 주로 Schiff염기 가교, β-알돌 가교 및 알돌 히스티딘 가교 등이 있다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지는 표면 원자수의 증가, 원자 배위(Atomic coordination)의 부족 및 높은 표면 에너지로 인해 이러한 표면 원자가 높은 활성을 가져 극히 불안정하여 다른 원자와 결합하기 매우 쉽다. 체인 사이의 공유 가교 작용에 의해, 나노급 분지는 동물 피혁 섬유 및 기타 나노급 분지와 쉽게 결합하는 동시에 나노급 분지는 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 동물피혁 섬유 주체는 상대적으로 강한 계기적 힘을 동물피혁 섬유 번들에 제공한다. 게다가 동물피혁 섬유 주체 사이, 나노급 분지 사이, 동물피혁 섬유 주체와 나노급 분지 사이가 쉽게 교직됨으로써 동물피혁 섬유 번들의 강도 등 역학성능을 향상시켰다.
실시예2
도 6에 도시된 바와 같이, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3)을 포함하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3)은 동물피혁 섬유 주체(100)를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체는 가방성 동물피혁 섬유 주체이며, 동물피혁 섬유 주체(100)에 분지(101) 및 나노급 분지(102)가 있으며, 동물피혁 섬유 주체(100), 분지(101) 및 나노급 분지(102)는 상호 교차하고 종방향으로 배열되어 하나로 꼬아서 합쳐진다. 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함한다. 물론, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 추가할 수도 있다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀은 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 꼬아져서 합쳐진 것이며, 동물피혁 섬유 주체, 분지 및 나노급 분지가 상호 교차 교직되게 하고 종방향으로 배열하여 하나로 꼬이도록 한다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 등 여러 공정을 이용하여 형성된 가방성 섬유 번들로서, 콜라겐 섬유 형성 과정 중의 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴에 비해 상기 나노급 분지가 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착되고, 이는 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴의 형태 및 구조와 현저하게 구별된다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지의 비표면적이 현저하게 증가하여 상기 동물피혁 섬유에 자체의 역할 외에 새로운 기능인 최대 흡착 성능이 생긴다. 상기 흡착 기능의 생성은 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착된 나노급 분지를 생성하는 요인이 된다. 동물피혁 섬유 번들은 아미노산 서열에 의해 펩타이드 체인을 형성한 후 펩타이드 체인에 의해 콜라겐 분자를 형성하며 동물피혁 섬유 번들 내의 이러한 특수 성분은 상기 동물피혁 섬유 번들이 광학 성능적으로 “청색 편이” 현상을 갖게 하므로 자외선에 대한 흡수 능력이 더욱 강하다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 자외선에 대한 흡수 능력이 향상되고 측정 결과에 의하면, 항균효과가 매우 우수하고 멸균율이 95% 이상에 달하여 기존 섬유재료 고유의 항균성능을 월등히 초과했다.
액체 해섬은 액체 해섬 장치의 회전자의 기계적 작용과 회전자의 회전에 의한 수리전단 작용에 의해 피혁 또는 피혁 자투리 내의 동물피혁 섬유 번들을 추출한다. 구체적으로, 액체 해섬 장치의 회전자는 회전과정에서 한편으로 회전자 상의 블레이드가 피혁 또는 피혁 자투리와 작용하여 피혁 또는 피혁 자투리와 회전자 사이에 마찰력 등 작용력이 생기게 하며, 다른 한편으로, 회전자로 인해 강력한 소용돌이가 생겨 회전자 주변에 속도가 빠른 급류 구역을 형성하되 각 구역 액체의 유속이 다르므로 피혁 또는 피혁 자투리가 서로 마찰하여 최종적으로 피혁 섬유 번들을 추출한다.
한편, 콜라겐 분자는 3개의 좌선성 α-체인이 서로 감겨져서 이루어진 트로포 콜라겐의 오른손 복합 나선으로서, 즉 콜라겐 나선이며, 이 콜라겐 나선은 콜라겐의 2급 구조이다. 콜라겐 2급 구조의 높은 안정성은 주로 체인 사이의 수소 결합과 분자내 및 분자간의 체인 사이의 공유 가교 결합에 의해 비롯된 것이며, 지금까지 먼저 확인된 가교 구조는 주로 Schiff염기 가교, β-알돌 가교 및 알돌 히스티딘 가교 등이 있다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지는 표면 원자수의 증가, 원자 배위(Atomic coordination)의 부족 및 높은 표면 에너지로 인해 이러한 표면 원자가 높은 활성을 가져 극히 불안정하여 다른 원자와 결합하기 매우 쉽다. 체인 사이의 공유 가교 작용에 의해, 꼬임 공정을 이용하여 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유를 하나로 교직시킨 후 나노급 분지는 동물 피혁 섬유 주체, 그 분지 및 기타 나노급 분지와 쉽게 결합하는 동시에 나노급 분지는 동물피혁 섬유 주체에 의착되고 동물피혁 섬유 주체는 상대적으로 강한 기계적 힘을 동물피혁 섬유 번들에 제공한다. 게다가 동물피혁 섬유 주체들 사이, 나노급 분지들 사이, 동물피혁 섬유 주체와 나노급 분지 사이가 쉽게 교직됨으로써 얀의 강도 등 역학성능을 향상시켰다.
실시예3
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀은 코어 얀(21)을 포함하고, 코어 얀(21)의 외부에는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들(3)이 꼬아져서 형성된 피층이 피복되어 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 동물피혁 섬유 주체(100)를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체(100)는 가방성 동물피혁 섬유 주체이며, 동물피혁 섬유 주체에 분지(101) 및 나노급 분지(102)가 있으며, 동물피혁 섬유 주체(100), 분지(101) 및 나노급 분지(102)는 상호 교차하고 종방향으로 배열되어 하나로 꼬아서 합쳐진다. 본 실시예에서 코어 얀은 탄력 코어 얀일 수 있으며, 이렇게 제작된 코어 스펀 얀은 탄력을 가진다. 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지이다. 물론, 피층에 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 추가할 수도 있다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀은, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 꼬아서 피층을 형성하여 동물피혁 섬유 주체, 분지 및 나노급 분지를 상호 교차 교직시켜 종방향으로 배열하고, 피층은 코어 얀 외부에 피복되어 있다.
본 발명의 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 카딩할 때, 충분히 카딩할수록 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들이 더 많이 분열되고, 분지 및 나노급 분지가 더 많아지며; 동물피혁 섬유 주체가 가늘수록 분지도 더 가늘게 된다. 비록 카딩 후 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들의 길이가 짧아지지만 더 많은 분지가 생성되므로 스피닝의 트위스팅 공정을 통해 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들 및 그 분지가 인접된 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들 및 그 분지와 상호 교차 감기고 꼬아서 합쳐지면서 망상 구조를 형성한다. 분지와 나노급 분지가 많을수록 망상 구조도 더 복잡하게 되고, 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들의 비표면적이 클수록 서로 사이의 마찰력이 더 커지게 되고, 응집력(cohesive force)이 클수록 피층 자체의 인장강도 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 동일한 올 수의 얀은, 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들 및 그 분지의 개수가 증가하여 교직점도 많아져 얀의 균제도가 더 좋아지고, 품질 및 성능이 더 우수하게 된다. 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들이라는 천연 독특한 구조적 특징을 충분히 이용하였다. 코어 얀이 설치되어 있으므로 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들이 짧은 나노급 분지의 동물피혁 섬유 번들로 카딩되더라도 코어 스펀 얀의 인장강도에 영향을 주지 않는다. 따라서, 본 발명은, 종래 기술이 피혁으로부터 동물피혁 섬유 번들을 추출하여 바로 스피닝할 경우 기본적인 인장강도에 미달하는 문제, 파인(fine) 얀을 가공하기 매우 어렵거나 실질적으로 가공할 수 없는 결함을 해결하였다.
나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 등 여러 공정을 이용하여 형성된 가방성 섬유 번들로서, 콜라겐 섬유 형성 과정 중의 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴에 비해 상기 나노급 분지는 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착되어 있어 프로토피브릴, 서브피브릴, 피브릴의 형태 및 구조와 현저하게 구별된다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지의 비표면적이 현저하게 증가하여 상기 동물피혁 섬유에 자체의 역할 외에 새로운 기능인 최대 흡착 성능이 생긴다. 상기 흡착 성능의 생성은, 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 의착된 나노급 분지를 생성하는 요인이 된다. 동물피혁 섬유 번들은 아미노산 서열에 의해 펩타이드 체인을 형성한 후 펩타이드 체인에 의해 콜라겐 분자를 형성하며 동물피혁 섬유 번들 중의 이러한 특수 성분은 상기 동물피혁 섬유 번들이 광학 성능적으로 “청색 편이” 현상을 갖게 하므로 자외선에 대한 흡수 능력이 더욱 강하다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 자외선에 대한 흡수 능력이 향상되고, 측정 결과에 의하면 항균효과가 매우 우수하고 멸균율이 95% 이상에 달하여 기존 섬유재료 고유의 항균성능을 월등히 초과했다.
액체 해섬은 액체 해섬 장치의 회전자의 기계적 작용과 회전자의 회전에 의한 수리전단 작용에 의해 피혁 또는 피혁 자투리 내의 동물피혁 섬유 번들을 추출한다. 구체적으로, 액체 해섬 장치의 회전자는 회전과정에서 한편으로 회전자 상의 블레이드가 피혁 또는 피혁 자투리와 작용하여 피혁 또는 피혁 자투리와 회전자 사이에 마찰력 등 작용력이 생기게 하며, 다른 한편으로, 회전자로 인해 강력한 소용돌이가 생겨 회전자 주변에 속도가 빠른 급류 구역을 형성하되 각 구역 액체의 유속이 다르므로 피혁 또는 피혁 자투리가 서로 마찰하여 최종적으로 피혁 섬유 번들을 추출한다.
한편, 콜라겐 분자는 3개의 좌선성 α-체인이 서로 감겨져서 이루어진 트로포 콜라겐의 오른손 복합 나선으로서, 즉 콜라겐 나선이다. 이 콜라겐 나선은 콜라겐의 2급 구조이다. 콜라겐 2급 구조의 높은 안정성은 주로 체인 사이의 수소 결합과 분자내 및 분자간의 체인 사이의 공유 가교 결합에 의해 비롯된 것이며, 지금까지 먼저 확인된 가교 구조는 주로 Schiff염기 가교, β-알돌 가교 및 알돌 히스티딘 가교 등이 있다. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들에 있어서, 나노급 분지는 표면 원자수의 증가, 원자 배위(Atomic coordination)의 부족 및 높은 표면 에너지로 인해 이러한 표면 원자가 높은 활성을 가져 극히 불안정하여 다른 원자와 결합하기 매우 쉽다. 체인 사이의 공유 가교 작용에 의해, 꼬임 공정을 이용하여 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유를 하나로 교직시킨 후 나노급 분지는 동물 피혁 섬유 주체, 그 분지 및 기타 나노급 분지와 쉽게 결합하는 동시에 나노급 분지는 동물피혁 섬유 주체에 의착되고 동물피혁 섬유 주체는 상대적으로 강한 기계적 힘을 동물피혁 섬유 번들에 제공한다. 또한, 동물피혁 섬유 주체들 사이, 나노급 분지들 사이, 동물피혁 섬유 주체와 나노급 분지 사이가 쉽게 교직됨으로써 얀의 강도 등 역학성능을 향상시켰다.
실시예4
실시예1에 따른 상기 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들로 제조된 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품이다.
실시예5
실시예2에 따른 상기 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀으로 제조된 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품이다.
실시예6
실시예3에 따른 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀으로 제조된 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품이다.
위 제품은 의류, 모자, 신발, 양말, 장갑 등 착용품일 수 있으며 침대용품, 장식재료 등이 될 수도 있다.
아래는 Guangdong Textile Testing and Measuring Technology Co.,Ltd가 출원인의 의뢰를 받고 2019년 4월 8일에 작성한 항균 측정 보고서이다. 이 보고서는 2019년 4월 18일에 발부되었고, 코드번호(NO.)가 19F02538이며, 위조방지 번호: VBTU-IN1L-S8이며, 보고서 위조 방지 조사 사이트는 report.gztzs.com이다. 측정을 통해 보고한 내용은 다음과 같다.
검사 보고서에 의하면 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들, 얀 등의 항균효과가 매우 우수하다.

Claims (16)

  1. 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들의 제조 방법에 있어서,
    동물피혁에 대해 액체 해섬, 오프닝 및 카딩 공정을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 가방성 동물피혁 섬유 주체를 포함하며,
    상기 동물피혁 섬유 주체는 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 연결된 나노급 분지를 가지고, 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 따라 제조된 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 포함하고, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 동물피혁 섬유 주체를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체에 분지 및 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 연결된 나노급 분지가 있으며, 동물피혁 섬유 주체, 분지와 나노급 분지는 상호 교차하고 종방향으로 배열되어 하나로 꼬아서 합쳐진 것이고, 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀.
  4. 청구항 3에 있어서,
    동물피혁 섬유 주체는 가방성 동물피혁 섬유 주체인 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀..
  5. 청구항 3에 있어서,
    나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀은, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀.
  6. 코어 얀을 포함하고 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀에 있어서,
    코어 얀의 외부에는 청구항 1에 따라 제조된 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들이 꼬아져서 형성된 피층이 피복되어 있고, 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들은 동물피혁 섬유 주체를 포함하고, 동물피혁 섬유 주체에 분지 및 독립 분리되어 동물피혁 섬유 주체에 연결된 나노급 분지가 있으며, 동물피혁 섬유 주체, 분지와 나노급 분지는 상호 교차하고 종방향으로 배열되어 하나로 꼬아서 합쳐진 것이고, 나노급 분지는 직경이 200nm이하인 나노급 분지를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀.
  7. 청구항 6에 있어서,
    동물피혁 섬유 주체는 가방성 동물피혁 섬유 주체인 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀.
  8. 청구항 6에 있어서,
    피층에는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 코어 얀은 탄력 코어 얀인 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀.
  10. 청구항 1에 따라 제조된 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품.
  11. 청구항 10에 있어서,
    나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 이외의 기타 방직 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품.
  12. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 얀을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품.
  13. 청구항 6 내지 청구항 9중 어느 한 항에 따른 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 코어 스펀 얀을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노급 분지를 갖는 동물피혁 섬유 번들 제품.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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